一種重型鏈輪及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種重型鏈輪及其制造方法，重型鏈輪包括如下質(zhì)量份成分：碳：0.3～0.6；硅：0.4～0.5；錳：0.6～0.7；鐵：95～98；鈦：0.2～0.3；釩：0.25～0.35；鉬：0.03～0.04；鉻：0.1～0.2；鈮：0.05～0.06；銅：0.02～0.03；硫：0.1～0.2；磷：0.04～0.05；鋁：0.2～0.3；硼：0.06～0.08。其制造方法包括如下步驟：選擇半封閉澆注系統(tǒng)，在鑄件四周的齒面和鏈輪鑄件中心設(shè)置等高保溫冒口，在等高保溫冒口的底部設(shè)置橫澆口，最后在鑄件的底部增設(shè)冷鐵。當(dāng)注澆溫度達(dá)到1780℃時，鏈輪落砂，凝固后切去澆冒口和等高保溫冒口，然后進行正火和回火處理，最后進行粗加工。將粗加工后的鏈輪毛坯通過冷卻裝置，使鏈輪毛坯在氣體淬火中發(fā)生相變硬化，退火然后進行拋光處理和內(nèi)孔珩磨。
【專利說明】一種重型鏈輪及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種重型鏈輪及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]重型機械運輸主要靠鏈輪帶動圓環(huán)鏈運動，從而帶動物料運輸，鏈輪要比圓環(huán)鏈磨損快。因此，鏈輪是主要部件，鏈輪的耐用程度決定了重型機械的質(zhì)量好壞。鏈輪體積、重量都較大，屬于單件小批量生產(chǎn)，其質(zhì)量要求高，工作表面和鑄件本體不得有縮孔和縮松。在傳統(tǒng)鏈輪制造工藝中，縮孔、縮松和偏析現(xiàn)象比較嚴(yán)重，縮孔端部的自由表面因收縮面留下皺折痕跡，在應(yīng)力作用下容易形成應(yīng)力集中而導(dǎo)致在熱處理后縮孔內(nèi)產(chǎn)生裂紋或者鑄件開裂，不僅減少了鑄件的有效截面積，還使鑄件的力學(xué)性能下降，在連續(xù)的工作條件下使得痕跡越來越大，最后導(dǎo)致鏈輪的損壞，從而影響機械的壽命；縮松是分散的細(xì)小空洞，出現(xiàn)在鑄件的厚截面部位，沿邊緣分散分布，縮松容易造成鑄件內(nèi)部斷裂，影響鑄件的使用壽命；偏析是由于鑄件在凝固過程中在縮孔表面成分偏析的結(jié)果，同時由于拋光面使用了拋光粉，使其表面存在一些拋光粉，鑄件在拋光時使用寒磨、拋光后縮孔表面形成一些鐵氧化物，附著在縮孔表面形成偏析，降低了鑄件的質(zhì)量。所以提高機械的使用壽命就必須提高鏈輪的使用壽命。以往生產(chǎn)中主要是根據(jù)積累經(jīng)驗和工人的操作熟練程度進行的，為保證鑄件質(zhì)量，采用保守工藝，浪費較多的金屬。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的 在于提供一種制造簡單、成本低廉、環(huán)保節(jié)能、綜合性能好的重型鏈輪及其制造方法。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0005]一種重型鏈輪，其特征在于包括如下質(zhì)量份:碳:0.3~0.6 ;娃:0.4~0.5 ;猛:0.6 ~0.7 ;鐵:95 ~98 ;鈦:0.2 ~0.3 ;釩:0.25 ~0.35 ;鑰:0.03 ~0.04 ;鉻:0.I ~0.2 ;鈮:0.05 ~0.06 ;銅:0.02 ~0.03 ;硫:0.I ~0.2 ;磷:0.04 ~0.05 ;鋁:0.2 ~0.3 ;硼:0.06 ~0.08。
[0006]上述重型鏈輪的制造方法，其特征在于包括如下步驟:選擇半封閉澆注系統(tǒng)，通過直澆道、橫澆道把鋼水引到鑄件底部，再由內(nèi)澆道從底部注入型腔，鑄件水平放置，并位于下箱。注澆過程中，先在鏈輪鑄件四周的齒面上至少設(shè)置有2個圓柱形等高保溫冒口，在鏈輪鑄件中心設(shè)置I個澆冒口，然后在齒面等高保溫冒口的底部設(shè)置橫澆口，最后在鑄件的底部增設(shè)冷鐵，同時減短橫澆道的長度，當(dāng)t=150s時，由于鏈輪齒壁薄，散熱快，首先開始凝固；當(dāng)t=230s時，鏈輪齒結(jié)束凝固，凝固過程從鑄件上下端面、左右側(cè)壁向鑄件中部擴展，孤立液相區(qū)轉(zhuǎn)移，消除了此處的縮孔、縮松缺陷；當(dāng)t=850s時，澆冒口對鑄件進行補縮；當(dāng)t=1200s時，鑄件結(jié)束凝固，孤立液相區(qū)轉(zhuǎn)移到澆冒口，澆冒口有效的補縮鑄件，使熱節(jié)完全轉(zhuǎn)移到澆冒口中，實現(xiàn)了從鑄件到冒口的順序凝固。當(dāng)注澆溫度達(dá)到1700~1800°C時，鏈輪落砂，完全凝固后切去澆冒口和等高保溫冒口，然后進行正火(850±10°C)和回火(650±10°C)熱處理，最后進行粗加工。將粗加工后的鏈輪毛坯通過以氦氣為主的冷卻裝置，使鏈輪毛坯在氣體淬火中發(fā)生相變硬化，7~10分鐘后進行800~900°C退火處理，然后進行拋光處理，最后進行內(nèi)孔珩磨。
[0007]進一步，等高保溫冒口低于澆冒口，等高保溫冒口的一側(cè)連接在鏈輪鑄件四周的齒面上，等高保溫冒口的另一側(cè)呈封閉半圓弧狀；
[0008]進一步，澆注溫度為1780°C。
[0009]本發(fā)明由于采用了上述技術(shù)方案，具有以下有益效果:
[0010]提高重型鏈輪的剛度、強度、耐磨性和腐蝕性能，延長重型鏈輪的使用壽命。低含量硅、錳、鈦三元合金綜合強化獲得馬氏體組織，材料的硬度和韌性有良好的匹配關(guān)系，增強了鏈輪的耐磨性和抗腐蝕性。少量的釩、鈦具有析出強化、固熔強化以及細(xì)化晶粒的作用，能改善鏈輪的綜合性能。鉻、鎳、釩在經(jīng)過熱處理后，抗拉強度、屈服強度顯著提高，淬火硬度高，增加了抗磨能力和抗壓潰能力。鑰、鈮、硼與釩、鈦結(jié)合能顯著提高屈服強度。碳、磷、硫增加能提高屈服點和抗拉強度，增加鏈輪鑄件的冷脆性和時效敏感性。銅、鋁提高鏈輪鑄件的強度和韌性，細(xì)化晶粒提高沖擊韌性。澆注過程當(dāng)t=150s時，由于鏈輪齒壁薄，散熱快，首先開始凝固；當(dāng)t=230s時，鏈輪齒結(jié)束凝固，凝固過程從鑄件上下端面、左右側(cè)壁向鑄件中部擴展，孤立液相區(qū)轉(zhuǎn)移，消除了此處的縮孔、縮松缺陷；當(dāng)t=850s時，澆冒口對鑄件進行補縮；當(dāng)t=1200s時，鑄件結(jié)束凝固，孤立液相區(qū)轉(zhuǎn)移到澆冒口，澆冒口有效的補縮鑄件，使熱節(jié)完全轉(zhuǎn)移到澆冒口中，實現(xiàn)了從鑄件到冒口的順序凝固。
【具體實施方式】
[0011]本發(fā)明一種重型鏈輪，包括如下質(zhì)量份:碳:0.3~0.6 ;娃:0.4~0.5 ;猛:0.6~
0.7 ;鐵:95 ~98 ;鈦:0.2 ~0.3 ;釩:0.25 ~0.35 ;鑰:0.03 ~0.04 ;鉻:0.I ~0.2 ;鈮:
0.05 ~0.06 ;銅:(λ 02 ~0.03 ;硫:(λ I ~0.2 ;磷:(λ 04 ~0.05 ;鋁:(λ 2 ~0.3 ;硼:(λ 06 ~
0.08。
[0012]上述重型鏈輪的制造方法，包括如下步驟:選擇半封閉澆注系統(tǒng)，通過直澆道、橫澆道把鋼水引到鑄件底部，再由內(nèi)澆道從底部注入型腔，鑄件水平放置，并位于下箱。注澆過程中，先在鏈輪鑄件四周的齒面上至少設(shè)置有2個圓柱形等高保溫冒口，在鏈輪鑄件中心設(shè)置I個澆冒口，然后在齒面等高保溫冒口的底部設(shè)置橫澆口，等高保溫冒口低于澆冒口，等高保溫冒口的一側(cè)連接在鏈輪鑄件四周的齒面上，等高保溫冒口的另一側(cè)呈封閉半圓弧狀，最后在鑄件的底部增設(shè)冷鐵，同時減短橫澆道的長度，當(dāng)t=150s時，由于鏈輪齒壁薄，散熱快，首先開始凝固；當(dāng)t=230時，鏈輪齒結(jié)束凝固，凝固過程從鑄件上下端面、左右側(cè)壁向鑄件中部擴展，孤立液相區(qū)轉(zhuǎn)移，消除了此處的縮孔、縮松缺陷；當(dāng)t=850s時，澆冒口對鑄件進行補縮；當(dāng)t=1200s時，鑄件結(jié)束凝固，孤立液相區(qū)轉(zhuǎn)移到澆冒口，澆冒口有效的補縮鑄件，使熱節(jié)完全轉(zhuǎn)移到澆冒口中，實現(xiàn)了從鑄件到冒口的順序凝固。澆注溫度為1700~1800°C。當(dāng)注澆溫度達(dá)到1780°C時，鏈輪落砂，完全凝固后切去澆冒口和等高保溫冒口，然后進行正火(850± 10°C )和回火(650± 10°C )熱處理，最后進行粗加工。將粗加工后的鏈輪毛坯通過以氦氣為主的冷卻裝置，使鏈輪毛坯在氣體淬火中發(fā)生相變硬化，7~10分鐘后進行800~900°C退火處理，使鏈輪材料表面退火硬度達(dá)到HB180~230，然后進行拋光處理進而內(nèi)孔珩磨。本發(fā)明的各項數(shù)據(jù)如表1至表5所示。[0013]
【權(quán)利要求】
1.一種重型鏈輪，其特征在于包括如下質(zhì)量份:碳:0.3~0.6 ;娃:0.4~0.5 ;猛:0.6 ~0.7 ;鐵:95 ~98 ;鈦:0.2 ~0.3 ;釩:0.25 ~0.35 ;鑰:0.03 ~0.04 ;鉻:0.I ~0.2 ;鈮:0.05 ~0.06 ;銅:0.02 ~0.03 ;硫:0.I ~0.2 ;磷:0.04 ~0.05 ;鋁:0.2 ~0.3 ;硼:0.06 ~0.08。
2.制造如權(quán)利要求1所述的一種重型鏈輪的方法，其特征在于包括如下步驟: a、選擇半封閉式澆注系統(tǒng)，通過直澆道、橫澆道把鋼水引到鑄件底部，再由內(nèi)澆道從底部注入型腔，鑄件水平放置，并位于下箱； b、注澆過程中，先在鏈輪鑄件四周的齒面上至少設(shè)置有2個圓柱形等高保溫冒口，在鏈輪鑄件中心設(shè)置I個澆冒口，然后在齒面等高保溫冒口的底部設(shè)置橫澆口，最后在鑄件的底部增設(shè)冷鐵，同時減短橫澆道的長度； C、當(dāng)注澆溫度達(dá)到1700~1800°C時，鏈輪落砂，完全凝固后切去澆冒口和等高保溫冒口，然后進行正火(850± 10°C )和回火(650± 10°C )熱處理，最后進行粗加工； d、將粗加工后的鏈輪毛坯通過以氦氣為主的冷卻裝置，使鏈輪毛坯在氣體淬火中發(fā)生相變硬化，7~10分鐘后進行800~900°C退火處理，然后進行拋光處理，最后進行內(nèi)孔珩磨。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種重型鏈輪的制造方法，其特征在于:所述步驟b的等高保溫冒口低于澆冒口，等高保溫冒口的一側(cè)連接在鏈輪鑄件四周的齒面上，等高保溫冒口的另一側(cè)呈封閉半圓弧狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述 的一種重型鏈輪的制造方法，其特征在于:所述步驟c的澆注溫度為1780°C。
【文檔編號】B22C9/08GK103834850SQ201310343052
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年8月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月8日
【發(fā)明者】王鵬程 申請人:浙江中益機械有限公司